JP2018094584A - 連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造初期又は鋳造速度に大きな変動があるときでも鋳造される金属片の幅精度を向上することができる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】本発明による連続鋳造方法は、溶融金属８を鋳型４に注入し鋳型４内で凝固シェルを形成するとともに鋳型４の下流で凝固シェル内の溶融金属を徐々に凝固させることにより、金属片９を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、鋳型４の鋳型幅をＷｍとし、鋳造される金属片９の公称幅をＷｓとし、所定の鋳造長だけ金属片９を鋳造した後の定常状態における溶融金属８の凝固に伴う金属片９の収縮幅をαとし、所定の補正幅をβとしたとき、定常状態のときＷｍ＝Ｗｓ＋αとすること、及び定常状態に至るまでＷｍ＝Ｗｓ＋α＋βとすることを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、金属片を連続的に鋳造する連続鋳造方法に関する。

従来用いられていたこの種の連続鋳造方法としては、例えば下記の特許文献１等に示されている方法を挙げることができる。すなわち、従来方法では、鋳型に供給する溶鋼の成分等の鋳造条件を勘案して、溶融金属の凝固過程における収縮率を予め求めておき、この収縮率に基づき鋳型の鋳型幅を決定することで、目標幅の金属片を鋳造することを試みている。

特開平４−００４９５１号公報

上述のような収縮率は、鋳造条件に大きな変動が無いことを前提として予め求められる。このため、鋳造初期や鋳造速度が大幅に変更されたときに、金属片の幅精度が低下してしまう。鋳造初期は、鋳造速度や鋳造温度の変動が大きく、金属片の幅が目標よりも狭くなる傾向にある。また、連々鋳を行っているとき、前工程等の操業遅れが生じた場合に、鋳造速度が大幅に遅くされる。鋳造速度が遅くされたときも、金属片の幅が目標よりも狭くなる傾向にある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、鋳造初期又は鋳造速度に大きな変動があるときでも鋳造される金属片の幅精度を向上することができる連続鋳造方法を提供することである。

本発明に係る連続鋳造方法は、溶融金属を鋳型に注入し鋳型内で凝固シェルを形成するとともに鋳型の下流で凝固シェル内の溶融金属を徐々に凝固させることにより、金属片を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、鋳型の鋳型幅をＷｍとし、鋳造される金属片の公称幅をＷｓとし、所定の鋳造長だけ金属片を鋳造した後の定常状態における溶融金属の凝固に伴う金属片の収縮幅をαとし、所定の補正幅をβとしたとき、定常状態のときＷｍ＝Ｗｓ＋αとすること、及び定常状態に至るまでＷｍ＝Ｗｓ＋α＋βとすることを含む。
また、鋳型の鋳型幅をＷｍとし、金属片の公称幅をＷｓとし、鋳造速度が所定範囲内の状態における溶融金属の凝固過程の収縮幅をγとし、所定の補正幅をδとしたとき、鋳造速度が所定範囲内のときＷｍ＝Ｗｓ＋γとすること、及び鋳造速度が所定範囲外のときＷｍ＝Ｗｓ＋γ＋δとすることを含む。

本発明の連続鋳造方法によれば、定常状態に至るまでＷｍ＝Ｗｓ＋α＋βとするか又は鋳造速度が所定範囲外のときＷｍ＝Ｗｓ＋γ＋δとするので、鋳造初期又は鋳造速度に大きな変動があるときでも鋳造される金属片の幅精度を向上することができる。

本発明の実施の形態１による連続鋳造方法を実施するための連続鋳造設備を示す構成図である。 図１の制御手段７によって実施される鋳型幅制御動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による連続鋳造方法において制御手段によって実施される鋳型幅制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による連続鋳造方法を実施するための連続鋳造設備を示す構成図である。図において、連続鋳造設備には、取鍋１、タンディッシュ２、浸漬ノズル３、鋳型４、複数のロール５、ガス切断機６及び制御手段７が設けられている。

取鍋１は、例えば溶融したステンレス鋼等の溶融金属８をタンディッシュ２まで搬送する容器である。タンディッシュ２は、取鍋１からの溶融金属８を一時的に貯める容器である。浸漬ノズル３はタンディッシュ２の底部に取付けられたノズルであり、この浸漬ノズル３を通してタンディッシュ２の溶融金属８が鋳型４に注がれる。

鋳型４は、短辺と長辺とを有する矩形状に銅板材が組み合わされたものであり、常に水冷されている。詳細には図示しないが、鋳型４の短辺を構成する一対の側壁は互いに近づく方向及び離れる方向に変位可能に設けられている。鋳型４の側壁間の距離によって定義される鋳型４の鋳型幅が変更されることで、最終的に鋳造される金属片９の幅が調整される。

溶融金属８は、鋳型４内で冷却されて外面から徐々に凝固する。鋳型４では、外面に凝固シェルを有し内部に溶融金属８を有する金属片９が鋳造される。ロール５は、鋳型４から金属片９を引き出すとともに、所定の経路に沿って金属片９を搬送する。この搬送過程において凝固シェル内の溶融金属８が徐々に凝固される。ガス切断機６は、内部の溶融金属８が凝固している位置に配置されており、火炎によって金属片９を切断する。

制御手段７は、例えばプログラムに従って動作するコンピュータ等によって構成されるものである。本実施の形態の制御手段７は、連続鋳造設備における金属片９の製造長に基づいて、鋳型４の鋳型幅を制御する。金属片９の製造長は、ロール５による鋳型４からの金属片９の引き出し長さによって定義できる。制御手段７は、例えばロール５の回転する情報の入力を受ける等により、金属片９の製造長を検出できる。

次に、図２は、図１の制御手段７によって実施される鋳型幅制御動作を示すフローチャートである。図において、制御手段７の鋳型幅制御動作が開始されると、金属片９の鋳造が開始されているか否かが判定される（ステップＳ１１）。このとき、金属片９の鋳造が開始されていると判定された場合、所定の鋳造長だけ金属片９が鋳造されたか否か（製造長が所定値に達したか否か）が判定される（ステップＳ１２）。

ステップＳ１１において金属片９の鋳造が開始されていないと判定された場合、及びステップＳ１２において所定の鋳造長だけ金属片９が鋳造されていないと判定された場合、鋳型幅の初期設定が実施される（ステップＳ１３）。これに対して、ステップＳ１１において金属片９の鋳造が開始されていると判定され、かつステップＳ１２において所定の鋳造長だけ金属片９が鋳造されていると判定された場合、鋳型幅の定常設定が実施される（ステップＳ１４）。

ステップＳ１３の鋳型幅の初期設定では、鋳型幅が以下のように設定される。すなわち、鋳型４の鋳型幅をＷｍとし、製造される金属片９の公称幅（冷間）をＷｓとし、所定の鋳造長だけ金属片９を鋳造した後の定常状態における溶融金属８の凝固に伴う金属片９の収縮幅をαとし、所定の補正幅をβとしたとき、
Ｗｍ＝Ｗｓ＋α＋β
とされる。

収縮幅αは、鋳型４から引き出された直後の金属片９の幅と、凝固シェル内の溶融金属８がすべて凝固された位置における金属片９の幅との差によって定義することができる。凝固シェル内の溶融金属８がすべて凝固された位置としては、ガス切断機６によって金属片９が切断される直前の位置を選定することができる。収縮幅αは、例えば溶融金属の成分等の鋳造条件毎に予め求めることができる。

補正幅βは、Ｗｍ＝Ｗｓ＋αで鋳造を実際に開始したときの鋳造初期の金属片９の幅と、製造される金属片９の公称幅Ｗｓとの差に基づいて設定することができる。補正幅βは、収縮幅αと同様に鋳造条件毎に予め設定することができる。鋳造初期の金属片９の幅は目標よりも狭くなる場合、補正幅βは正の値に設定される。

これに対してステップＳ１４の鋳型幅の定常設定では、鋳型４の鋳型幅をＷｍとし、製造される金属片９の公称幅をＷｓとし、所定の鋳造長だけ金属片９を鋳造した後の定常状態における溶融金属８の凝固に伴う金属片９の収縮幅をαとしたとき、
Ｗｍ＝Ｗｓ＋α
とされる。

すなわち、本実施の形態の連続鋳造方法は、定常状態のときＷｍ＝Ｗｓ＋αとすること、及び定常状態に至るまでＷｍ＝Ｗｓ＋α＋βとすることを含む。換言すると、定常状態に至るまでの間、補正幅βにより鋳型４の鋳型幅が補正される。なお、本実施の形態の連続鋳造方法は金属片９の製造方法に相当する。

このような続鋳造方法では、定常状態に至るまで（所定の鋳造長だけ金属片を鋳造するまで）Ｗｍ＝Ｗｓ＋α＋βとするので、鋳造初期でも金属片９の幅精度を向上することができる。これにより、全鋳造長にわたって金属片９の出荷基準をより確実に満たすことができ、金属片９の製造コストを低減できる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２による連続鋳造方法において制御手段によって実施される鋳型幅制御動作を示すフローチャートである。本実施の形態２の連続鋳造方法が実施される連続鋳造設備の全体としての構成は実施の形態１の構成と同様である。実施の形態１では金属片９の鋳造長に基づき鋳型幅の補正を行うように説明したが、本実施の形態２では鋳造速度に基づき鋳型幅の補正が行われる。

図３において、制御手段７の鋳型幅制御動作が開始されると、金属片９の鋳造速度が所定範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ２１）。金属片９の鋳造速度はロール５による鋳型４からの金属片９の引き出し速度に相当する。制御手段７は、上位システムからの指令に基づきロール５の動作を制御できる。このとき、制御手段７は、上位システムからの指令に基づき金属片９の鋳造速度を検出できる。

ステップＳ２１において金属片９の鋳造速度が所定範囲内であると判定された場合、鋳型幅の定常設定が実施される（ステップＳ２２）。これに対して、金属片９の鋳造速度が所定範囲外であると判定された場合、鋳型幅の補正設定が実施される（ステップＳ２３）。

ステップＳ２２の定常設定では、鋳型幅が以下のように設定される。すなわち、鋳型４の鋳型幅をＷｍとし、鋳造される金属片９の公称幅をＷｓとし、鋳造速度が所定範囲内の状態における溶融金属の凝固過程の収縮幅をγとしたとき、
Ｗｍ＝Ｗｓ＋γ
とされる。

収縮幅γは、実施の形態１の収縮幅αと同様に、鋳型４から引き出された直後の金属片９の幅と、凝固シェル内の溶融金属８がすべて凝固された位置における金属片９の幅との差によって定義することができる。凝固シェル内の溶融金属８がすべて凝固された位置としては、ガス切断機６によって金属片９が切断される直前の位置を選定することができる。収縮幅γは、例えば溶融金属の成分等の鋳造条件毎に予め求めることができる。

これに対してステップＳ２３の鋳型幅の補正設定では、鋳型４の鋳型幅をＷｍとし、製造される金属片９の公称幅をＷｓとし、鋳造速度が所定範囲内の状態における溶融金属の凝固過程の収縮幅をγとし、所定の補正幅をδとしたとき、
Ｗｍ＝Ｗｓ＋γ＋δ
とされる。

金属片９の鋳造速度が所定範囲外となる状況は、図１のような連続鋳造設備において連々鋳を行っているとき、前工程の影響によりタンディッシュ２への溶融金属８の供給遅れが発生した場合等に起こり得る。タンディッシュ２への溶融金属８の供給遅れが発生する場合、金属片９の鋳造速度が大幅に遅くされる。鋳造速度が大幅に遅くされたとき鋳造初期の金属片９の幅は目標よりも狭くなる傾向にあるため、補正幅δは正の値に設定される。

すなわち、本実施の形態２の連続鋳造方法は、鋳造速度が所定範囲内のときＷｍ＝Ｗｓ＋γとすること、及び鋳造速度が所定範囲外のときＷｍ＝Ｗｓ＋γ＋δとすることを含む。換言すると、鋳造速度が所定範囲外のとき、補正幅δにより鋳型４の鋳型幅が補正される。なお、連続鋳造方法は金属片９の製造方法である。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

このような続鋳造方法では、金属片９の鋳造速度が所定範囲外のときＷｍ＝Ｗｓ＋γ＋δとするので、鋳造速度に大きな変動があるときでも鋳造される金属片９の幅精度を向上することができる。これにより、全鋳造長にわたって金属片９の出荷基準をより確実に満たすことができ、金属片９の製造コストを低減できる。

４ 鋳型
８ 溶融金属

Claims (2)

1. 溶融金属を鋳型に注入し前記鋳型内で凝固シェルを形成するとともに前記鋳型の下流で前記凝固シェル内の前記溶融金属を徐々に凝固させることにより、金属片を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、
   前記鋳型の鋳型幅をＷｍとし、鋳造される前記金属片の公称幅をＷｓとし、所定の鋳造長だけ前記金属片を鋳造した後の定常状態における前記溶融金属の凝固に伴う前記金属片の収縮幅をαとし、所定の補正幅をβとしたとき、
   前記定常状態のときＷｍ＝Ｗｓ＋αとすること、及び
   前記定常状態に至るまでＷｍ＝Ｗｓ＋α＋βとすること
   を含む、
   連続鋳造方法。
2. 溶融金属を鋳型に注入し前記鋳型内で凝固シェルを形成するとともに前記鋳型の下流で前記凝固シェル内の前記溶融金属を徐々に凝固させることにより、金属片を連続的に鋳造する連続鋳造方法であって、
   前記鋳型の鋳型幅をＷｍとし、前記金属片の公称幅をＷｓとし、鋳造速度が所定範囲内の状態における前記溶融金属の凝固過程の収縮幅をγとし、所定の補正幅をδとしたとき、
   鋳造速度が前記所定範囲内のときＷｍ＝Ｗｓ＋γとすること、及び
   鋳造速度が前記所定範囲外のときＷｍ＝Ｗｓ＋γ＋δとすること
   を含む、
   連続鋳造方法。

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